【便携式可编程仪表】创意介绍

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【便携式可编程仪表】创意介绍 [复制链接]

 

这次参加得捷活动，是预备做一个便携式可编程仪表，体积小巧，成本低，适合工程师和爱好者平时DIY和测试。因为时间比较短，计划先制作一个可编程的USB电源，后续在增加更多功能模块。

 

因为是第三批入围，目前采购的元件还没有送到，查看快递还在清关中，因此先给大家介绍一下我的创意。

 

对于电子工程师，直流电源是最基本和最常用的工具之一。我们平时常用的普通可调电源，都是类似下面这样的。虽然简单好用，但是只能手工调整输出参数，无法编程控制。而专业的可编程电源，价格高，体积大，使用复杂，对一般的爱好者反而不太实用。

 

 

目前随着USB标准的不断发展，现在USB设备可以输出的功率也越来越大，因此就产生了DIY一个USB可编程电源的想法。这个usb电源不是为了取代专业电源，而是为了方便我们平时测试、DIY、现场维护；可以用电脑、手机通过USB、蓝牙、wifi查看状态和控制输出参数；数据可以上传到云端，变为物联网设备；可以用python进行二次编程，按自己需要编写代码实现更多功能；可以和其它可编程模块组合……

 

使用USB PD充电器或者USB PD 移动电源供电，而不是AC220供电，这样灵活性更好，也可以减少体积，还有助于环保。

 

整个电源预备使用模块化方式，这样可以方便以后升级硬件。目前暂时分为三个部分：

• 带有USB type-c接口的底板，支持PD功能。
• 电源控制模块
• MCU模块

 

USB部分支持 PD 功能，这样就可以通过 usb 提供足够大的功率，扩大应用范围。 PD 使用了南京沁恒的 CH224，通过它可以获取最高20V电压。CH224 也是社区另外一个活动【基于USB PD受电协议芯片CH224 DIY创意秀】的芯片，也就是这次DIY将两个活动都包含进来了。

 

MCU选择了这些年国产芯片中非常热门的ESP系列中的 ESP32-S3，也是这次得捷活动中推荐的型号。ESP32-S3 集成了SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART等丰富的外设，以及蓝牙BLE和Wifi无线功能，因此可以通过wifi或蓝牙实现无线控制。编程上，ESP32-S3支持多种开发方式，为了充分体现系统的灵活性和方便二次开发，因此选择使用 micropython 作为编程工具，可以随时加载不同的程序实现不同功能，也可以通过网络将数据上传。

 

电源部分选择了南芯的 SC8721A，可以通过 I2C 进行控制。以前曾经用其它电源芯片、数字电位器、比较器等实现了相同功能，使用 SC8721，不但减少了芯片数量，也降低了成本。

 

初步预计 BOM 成本将低于￥100，后续优化应该还能进一步降低。整个项目最终将作为开源硬件完整的开放出来，如果大家有兴趣，也欢迎一起参与DIY和改进。

 

 

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EDA设计完全使用免费的立创EDA，这也是一个优秀的国产软件，虽然目前和专业EDA软件相比功能还有一定差距，但已经很方便了，特别现在很多元件都有3D库，3D预览功能非常好用。

 

下面是USB部分的初步设计，基本设计已经完成，预计这个周末可以去打样了。

 

 

 

 

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power部分

 

 

 

 

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mcu部分